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Questão 36

FUVEST 2023
Matemática

(FUVEST- 2023 - 1ª fase)

 

Na teoria musical, o intervalo entre duas notas é medido pela razão entre suas frequências (medidas em Hz). Na escala pitagórica, os intervalos de um tom e de um semitom correspondem, respectivamente, às razões frac{9}{8} e frac{256}{243}. A soma de intervalos corresponde ao produto das razões. Por exemplo, no intervalo de dois tons, a razão entre as frequências é de frac{9}{8} cdot frac{9}{8} = frac{81}{64}.

 

 

Em um instrumento afinado de acordo com a escala pitagórica, se o intervalo entre uma nota de 220 Hz e outra de 990 Hz é composto por n tons e m semitons, a soma m+n é igual a:

A

13

B

14

C

15

D

16

E

17

Gabarito:

15



Resolução:

De acordo com enunciado temos que a soma de intervalos corresponde ao produto das razões. Mas não sabemos quantos tons e semitons temos no intervalo de  entre uma nota de 220 Hz e outra de 990 Hz. Portanto, podemos fazer: 

(frac{9}{8})^{n} . (frac{256}{243}) ^{m} = frac{990}{220}

Podemos simplificar o lado direito:

(frac{9}{8})^{n} . (frac{256}{243}) ^{m} = frac{9}{2}

(frac{3^{2}}{2^{3}})^{n} . (frac{2^{8}}{3^{5}}) ^{m} = frac{3^{2}}{2}

(3^{2} . 2^{-3})^{n} . (2^{8}.3^{-5}) ^{m} = 3^{2}. 2^{-1}

3^{2n} . 2^{-3n} . 2^{8m}.3^{-5m} = 3^{2}. 2^{-1}

3^{2n - 5m} . 2^{-3n + 8m} = 3^{2}. 2^{-1}

Portanto, temos: 

left{egin{matrix} 2n-5m & = 2 \ -3n + 8m = -1 & end{matrix}
ight.

Multilicando por 3 a primeira equação e mutiplicando po 2 a segunda, e depois somandando as duas:  

6n - 15m = 6

-6n + 16m = -2

\ 0 n + 1m = 4 \ \ m = 4

Portanto, podemos achar n: 

\ 2n - 5m = 2 \ \ 2n - 20 = 2 \ \ 2n = 22 \ n = 11

Portanto: m + n = 4 + 11 = 15 

Gabarito: C

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